biologe

Blog and online journal with editorial content about science, art and nature.

Tag: Harmonia axyridis

Berlin: Arthropod diversity in 2020 (Corona year)

I documented my nature excursions in 2020 via photography and videography with a special focus to animal macros (outside in the field) and to drone flights. There is also an underwater scenery existing. Most footage was recorded in the area between villages Lübars and Rosenthal in Northern Berlin, close to the nature refuge „Tegeler Fliess“.

The area is characterized by fields, meadows and forest parts and lays along the former GDR wall, today being a hiking and biking trail. Due to a connected mosaic of different ecological habitats, a remarkable biodiversity can there be found, even despite of the worldwide species‘ extinction based on a mostly human made global warming.

My videographic review of the second part of the Corona-year 2020, focussed on arthropod life on meadows in Northern Berlin, all copyrights Stefan F. Wirth

Some few sequences were recorded in other parts of the green city Berlin, namely in the park of the Charlottenburg Palace (beginning sequences of the video) and in urban park Rehberge und Plötzensee (the leaf beetle Galeruca tanaceti in Plötzensee and the scarabaeid beetle – systematically related to genus Cremastocheilus- in Rehberge). Crematocheilus (Cetoniinae) is a genus of myrmecophilous beetles. My individuals were not yet determined, Their existence in Berlin might be even of scientific interest. As putative phoretic vector (to carry mites for their dispersal), they are at least of interest for me, although the studied three beetle individuals did not carry mites at all. The beetles were all found in front of an ant nest intrance (Lasius niger) along the roots of an oak tree in park Rehberge.

As my scientific/ photographic/ videographic excursions happened in exactly that year, 2020, in which the normal human life came worldwide totally out of order based on the covid-19 pandemic, I decided to add this topic to the concept of my video. The video presents nature footage from my visit in the correct seasonal order, beginning with May and June, followed by July, then September/October. In front of each of those months-blocks, I added at that time some important recent news headlines about the corona-pandemic. I named these written parts „corona calendar“. The few December sequences are only dedicated to human street life, showing Berlin in the total lockdown phase, being filmed in black and white (with red recognition).

Berlin, 2 January 2021, all copyrights Stefan F. Wirth

Different wing colors in a harlequin ladybeetle specimen

The ladybeetle Harmonia axyridis is naturally distributed over eastern Asia, but was imported to the United States already at the beginning of the 20th century as pest control. At first, there was no population development in the open fields. These were at first reported from Louisiana in 1988. In 2001 the first free living specimens were for Europe discovered in Belgium. Since then the beetle distributed over several European countries, such as France, entire Germany or Switzerland.

 

Variations of Harmonia axyridis

 

The beetle is well known for its great form variations. Worldwide more than 200 different color pattern forms of thorax and elytrae are described. They are distinctly shaped and maintain in this shape and arrangement of pattern. But four forms dominate within natural populations. Speaking about the elytrae (not the thorax patterns), the reddish form with dark spots, as visible in my film, is one of them.

These distinct different forms must be named a polymorphism and are based on genetic information as well as on environmental conditions, such as temperature, humidity and light intensitivity. According to that even the term polyphenism might be adequate.

 

 

 

 

Transcription factor pannier responsible for color pattern polymorphism

 

According to the work of M. Gautier et al. (the genomic basis of color pattern polymorphism  in the harlequin ladybird, Current biology, 28, 20), the transcription factor pannier is responsible for the genetically based control of this polymorphism. They discovered that different pannier alleles determine the color pattern in the different known forms. The authors furthermore report that pannier was never found before to play a keyfactor role in the pigmentation of insects.

 

Ladybeetle species on a meadow in Berlin

 

The specimen in my footage was discovered on an urban meadow in the park area „Nordhafen“ in Berlin. It’s a meadow in autumn predominantly consisting of lucerne and clover, sorrel and yellow field cress. Different ladybeetle species could be in greater numbers found there between September and October 2019. The sevenspot-ladybird, the adonis ladybird (Hippodamia variegata) and most abundant the harlquin ladybird in all its developmental stages.

 

Asymmetrical wing colors and possible explications

 

 

Harlequin beetle specimen from Berlin with asymmetrically colored wings, copyrights Stefan F. Wirth, please like my video also on Youtube

 

The most conspicuous character of „my“ harlequin ladybird specimen was its distinct asymmetrically colored wings (elytrae). One side reddish with black spots, the other side brownish with black spots. During my research about such asymmetries in ladybirds, I didn’t find recent studies, which distinctly focussed on that topic. H. E. Roy et al. reported in their book „ladybirds“ (original version 1989, revised version 2013) about the existance of such differently colored wings in the same specimen. They emphasized that the phenominon was not studied in detail, but assumed different factors being eventually responsible for such a development of a beetle individual: 1) disruption of pigment production, 2) mitotic mutation in early development, 3) environmental conditions, eventually influencing the colors of an originally normal developed young adult (exposed for longer time to different light intensities etc.). The latter might in the case of „my“ specimen being an indeed possible factor, as it is clearly visible that also the brownish wing has at its edges some of the reddish pigments.

 

 

Filming/ photography conditions

 

The beetles was filmed and photographed under artificial conditions in a soil and grass-set in my video lab. There, mites of the Gamasina (Parasitiformes, evtl. mostly Laelapidae) were common. They interestingly showed a phoretic behavior by quickly climbing onto the wings of that ladybeetle. They obviously recognized it as a suitable carrier to new habitats. I assume ladybeetles in the field not being of much attraction for phoretic dispersal, based on their life-cycles and preferred habitats.

 

Berlin, September/ October 2019, Copyrights Stefan F. Wirth

Neozoen sind in Berlin längst allgegenwärtig, doch Grund zur Panik besteht nicht

Wer mit offenen und kundigen Augen über Berliner Sommerwiesen wandert, wird dort auch Tiere und Pflanzen finden, die hier nicht ursprünglich beheimatet waren. Sogenannte Neozoen oder Neophyten entstammen anderen Teilen Europas oder der Welt und sind irgendwie durch Menscheneinwirkung verschleppt und dann freigesetzt worden. Dies geschieht zumeist durch menschliche Handelsaktivitäten. Dabei geht der Transport einer Art aus ihrem ursprünglichen in einen fremden Lebensraum in der Regel ungewollt vonstatten. Der Tier- und Pflanzenhandel verbreitet Arten jedoch mitunter auch vorsätzlich. Eine dauerhafte Etablierung der Arten ist meist jedoch unbeabsichtigt.

Die Auswirkungen der Verschleppung können höchst unterschiedlich ausfallen. So sind einige Organismen bekannt, die sich aus tropischen Regionen über den internationalen Pflanzenhandel weltweit verbreitet haben, die jedoch aufgrund ihrer ökologischen Vorlieben nur in Gewächshäusern überleben können.

Derlei Neozoen können daher die heimische Fauna der Region, in die sie verschleppt wurden, und somit das dortige Ökosystem nicht schädigen. Sie sind in gewisser Hinsicht und unter bestimmten Umständen sogar nützlich. So beherbergt beispielsweise das „Tropical Islands“ südlich von Berlin, ein riesiges Freizeitbad mit tropischer Vegetation unter der Glaskuppel einer ehemaligen Produktionsstätte für Luftschiffe, neben verschiedenen Organismen, die man typischer Weise in Gewächshäusern antrifft (tropische Schaben, Hundertfüßer, Tausendfüßer, kleine Springspinnen) auch sogenannte Zwerggeißelskorpione (Schizomida, Spinnentiere). Diese findet man keineswegs in jedem beliebigen Gewächshaus, wohl weil sie (unbekannte) besondere Ansprüche an ihre Umgebung stellen. Ich durfte im Tropical Islands mehrfach zusammen mit meinen damaligen Studenten der FU Milben und Schizomiden aufsammeln. So war es mir möglich, meinen Bildungsauftrag in besonderer Weise zu erfüllen und meinen Studenten mit den gefundenen Zwerggeißelskorpionen hinsichtlich Gestalt und Biologie äußerst ungewöhnliche Spinnentiere vorzuführen. Dabei muss man berücksichtigen, dass so mancher ausgewachsene Spinnentierforscher diese Tiere noch nie lebend zu Gesicht bekam. Ich nutzte die besondere Gelegenheit auch gleich, um hochauflösende Videos zu Verhaltensaspekten dieser bizarren und grazilen Tiere zu erstellen. Diese haben mehrfach die Aufmerksamkeit von Schizomiden-Forschern erregt, die ihrer Arbeit zwar in den ursprünglichen Verbreitungsgebieten der Tiere nachgehen, jedoch offenbar außerstande sind, qualitativ vergleichbares Videomaterial zu erstellen. Wie auch zoologische Gärten können Neozoen in Gewächshäusern also die Bildung bereichern.

 

alle Urheberrechte des Videos liegen bei Stefan F. Wirth, Berlin 2018

 

Im Übrigen muss betont werden, dass alle hier im Zusammenhang mit Gewächshäusern allgemein und dem „Tropical Island“ im Speziellen genannten Organismen für Menschen ungefährlich und meist mikroskopisch klein sind. Sie stellen in künstlichen „Regenwäldern“ einen für das Gedeihen der Flora notwendigen Bestandteil deren Ökosystems dar.

Generell sind aber auch Fälle von Pflanzen oder Tieren bekannt, die den Weg aus Gewächshäusern oder Aquarien in den angrenzenden, ihnen unbekannten Lebensraum fanden und dort (zumindest zeitweise) bestehen konnten. So wurde beispielsweise der Asiatische Marienkäfer (Harmonia axyridis), der ursprünglich im östlichen Asien beheimatet ist, bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts in Gewächshauskulturen zur Schädlingsbekämpfung eingesetzt, und zwar zunächst in den USA, wo er entkam und sich auch im Freien etablieren konnte. Inzwischen ist der Käfer auch im Freiland Südamerikas, Afrikas und Europas ansässig geworden und schadet unter anderem einheimischen Marienkäferarten. Denn als Konkurrent ist er nahezu unbesiegbar. So ist sein Appetit nach Blattläusen kaum zu stoppen, doch auch gegen Infektionen erweist er sich deutlich resistenter als beispielsweise deutsche Marienkäferarten. Erschwerend kommt hinzu, dass er die Sporen eines parasitischen Einzellers, sogenannte Mikrosporidien, an heimische Arten weitergeben kann, die im Gegensatz zu H. axyridis keine oder eine herabgesetzte Immunität gegen diesen Parasiten besitzen.

https://www.instagram.com/p/BnXAYMKHnPH/

Der Käfer ist häufig auf Berliner Wiesen im Sommer anzutreffen, wo er mit oder ohne deutlich sichtbaren Punkten auf den Flügeldecken auftreten kann. Wie er dorthin kommt? Zunächst einmal haben Forscher mithilfe genetischer Marker herausgefunden, dass die meisten Käferpopulationen in Europa, Südamerika oder Afrika auf Tiere aus den USA zurückzuführen sind. Sie sind daher international vorwiegend durch den Menschen verbreitet worden. Darüber hinaus kann die Art, die ja effizient in der heimischen Natur bestehen kann, natürlich auch aus eigener Kraft neue, nah gelegene Lebensräume erschließen.

Gemäß den Aussagen des Leiters der NABU-FG Entomologie in Berlin, Thomas Ziska, wurde der Asiatische Marienkäfer 2004 erstmals in Berlin nachgewiesen. Zwischen 2005 und 2008 hat die genannte Fachgruppe den Käfer zudem regelmäßig im Bereich des Tegeler Fließtals angetroffen.

Das nämlich war genau der Anlass meiner Kontaktaufnahme mit dem NABU. Im Rahmen eines eigenen kleinen Forschungs- und Kunstprojektes habe ich im Sommer 2018 Beobachtungen zur Insektenvielfalt (vorwiegend Blütenbesucher) auf Berliner Sommerwiesen gemacht. Schwerpunktmäßig ging es mir dabei auch um Fotografie. So besuchte ich regelmäßig das Tempelhofer Feld, das Teufelsberg-Gebiet sowie das Areal des Nord-Berliner Köppchensees, das einen Teil des Tegeler Fließtals darstellt. Der Köppchensee sowie seine angrenzenden Ökosysteme werden naturkundlich durch die NABU Berlin betreut, die in vorbildlicher Weise dafür Sorge trägt, dass der Besucher dieses Natur-Refugiums über zoologische Besonderheiten ausführlich in Form von Informationsplakaten informiert wird.

Von besonderem Interesse für alle Naturliebhaber und Naturkenner ist das Gebiet aufgrund eines Mosaiks aus verschiedenen Feuchtgebiet-Typen sowie sandiger Areale mit entsprechender Sandlückenfauna, ergänzt durch Trockenwiesen, die zum Teil auf einer Anhöhe gelegen und mit alten Obstbaumpflanzungen versehen sind. Diese gedeihen aufgrund einer exponierten Sonnenlage ausgezeichnet und liefern vor allem verschiedene Pflaumen- und Apfelsorten.

 

https://www.instagram.com/p/BoYX9B0nePY/

Das gesamte Köppchensee-Gebiet zeichnet sich durch eine artenreiche Flora und Fauna aus. Zudem ist es ein Refugium für zahlreiche Vogelarten. So lassen sich beispielsweise auf den Obst-Trockenwiesen im frühen Sommer Neuntöter bei der Jagd und der Aufzucht der Jungtiere beobachten.

https://www.instagram.com/p/BlOgGjOnDZ0/

Im Vergleich zu den Arealen Teufelsberg und Tempelhofer Feld waren mir nicht nur asiatische Marienkäfer am Köppchensee besonders häufig aufgefallen, freilich ohne eine Statistik angefertigt zu haben. Auch ein weiteres Neozoon aus dem östlichen Asien scheint sich um den Köppchensee auffällig etabliert zu haben, nämlich der Buchsbaumzünsler (Cydalima perspectalis).

 

https://www.instagram.com/p/Bn5MXDbH3So/

Der auffällige Schmetterling war mir mehrfach ausschließlich am Köppchensee, und zwar auf der Trockenwiese in Höhe der Aussichtsplattform vor die Kameralinse geflattert, nicht am Teufelsberg und nicht auf dem Tempelhofer Feld. Dies mag allerdings Zufall sein, da der Buchsbaumzünsler gemäß der Senatsverwaltung für Umwelt, Verkehr und Klimaschutz bereits seit 2017 „flächig im Stadtgebiet Berlin vertreten“ ist.

Hinzu kommt, dass erwachsene Falter zwar zur Nahrungsaufnahme verschiedene Blütenpflanzen ansteuern, die Larven jedoch strikt auf die Anwesenheit von Buchsbäumen (Buxus) angewiesen sind, die es laut Thomas Ziska von der NABU-FG Entomologie am Köppchensee direkt gar nicht gibt. So ist davon auszugehen, dass die von mir beobachteten Falter in angrenzenden privaten Gärten geschlüpft sind.

Vermutlich durch den Handel mit Zier- und Nutzbäumen konnte sich der Buchsbaumzünsler aus seiner eigentlichen Heimat in Ostasien nach Europa verbreiten, wo er sich inzwischen auch in Österreich, der Schweiz, den Niederlanden, Großbritannien und Frankreich etabliert hat. Auch aus Belgien und einigen osteuropäischen Ländern gibt es entsprechende Meldungen.

Die Schadwirkung des Schmetterlings beschränkt sich auf Buchsbaumbestände in Parkanlagen und privaten Gärten sowie wilden Exemplaren in naturbelassenen Gebieten. Die können bei Befall jedoch vollständig kahl gefressen werden. Inwiefern heimische Insekten, die an das Leben an Buchsbäumen angepasst sind, durch das Neozoon in Mitleidenschaft gezogen werden, habe ich nicht recherchiert.

https://www.instagram.com/p/Bn5Q5xtnGzB/

Direkt am Holzzaun der Aussichtsplattform, die von einer Anhöhe aus einen beeindruckenden Überblick über den Köppchensee verschafft, habe ich ein weiteres Tier entdeckt, das offenbar ein Neozoon darstellt, nämlich die marmorierte Baumwanze Halyomorpha halys. Allerdings bin ich bis heute unsicher, ob ich als Nicht-Wanzenkundler die eigentlich auffällige Baumwanze anhand des einzigen Fotos, das mir zur Verfügung stand, korrekt bestimmt habe. Thomas Ziska bestätigt dies jedoch in seiner Email mit den Worten: „Der Nachweis von H. halys am Köppchensee ist neu.“

Auch die marmorierte Baumwanze ist ursprünglich im Osten Asiens beheimatet und fand über Transportkisten erst Anfang dieses Jahrtausends ihren Weg aus China nach Nordamerika, wo sie sich etablieren und rasant ausbreiten konnte. Nachweise aus Europa liegen erst seit 2007 vor. Es ist mir nicht bekannt, ob die Verschleppung direkt aus China erfolgte oder über den Umweg durch die USA. Seit 2016 jedenfalls verbreitet sich die Art zunehmend in Deutschland, allerdings eher in südlichen Bundesländern. Gemäß Informationen durch Th. Ziska trat die Wanze auch 2016 erstmals in Berlin auf.

H. halys tritt aufgrund ihrer biologischen Neigungen vorwiegend als Pflanzenschädling in Erscheinung. Wie üblich für Baumwanzen saugt die Art an Pflanzensäften. Hierbei verursacht sie wirtschaftlichen Schaden, indem sie verschiedene Nutzhölzer attackiert. So werden beispielsweise die Fruchtanlagen von Apfel, Birne, Pfirsisch oder Haselnuss angestochen, was die Entwicklung der Früchte stört, so dass Missbildungen die Folge sein können.

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Ein weiteres Neozoon, das mir bei meinen Foto-Exkursionen häufiger aufgefallen ist, stellt die Büffelzikade Stictocephala bisonia dar. Allerdings fand ich diese gerade nicht am Köppchensee, dafür aber auf dem Tempelhofer Feld und im Schillerpark im Berliner Bezirk Wedding.

Die faszinierende kleine Buckelzikade stammt ursprünglich aus Nordamerika und scheint der Literatur zufolge über Triebe zur Veredelung von Obstbäumen nach Europa eingeführt worden zu sein, wo eine flächige Ausbreitung ab spätestens 1912 erfolgte. Waren zunächst der Mittelmeerraum, Mittelasien und Nordafrika betroffen, begann die Art seit den 1960er Jahren nordwärts gen Mitteleuropa zu wandern. Hier breitet sich die Zikade seit etwa 2000 in Deutschland aus, Nachweise aus Brandenburg liegen seit 2004 vor.

Die Pflanzensauger scheinen der Literatur zufolge hinsichtlich ihrer Wirte nicht sehr wählerisch zu sein. So werden neben Rosengewächsen, wo ich sie zumeist antraf, auch Obstbäume oder Pappeln befallen. Die wirtschaftlich relevanten Schäden entstehen weniger durch die Saugaktivitäten der erwachsenen Insekten als vielmehr durch die Eiablage. Denn die erfolgt in dichten Abständen zueinander. Da Pflanzenteile, die über den Eiern liegen, zumeist absterben, kann hierdurch ein beträchtliches Schadbild an den Wirtspflanzen entstehen. Auch in diesem Zusammenhang ist mir nicht bekannt, inwieweit das Neozoon eine ernsthafte Konkurrenz für ursprünglich einheimische Zikadenarten darstellt.

https://www.instagram.com/p/BnU5l-XHrfM/

Es ist übrigens kalendarisch definiert worden, ab wann eine Pflanze oder ein Tier als Neozoon oder Neophyt zu bezeichnen ist. Als festgelegtes Datum gilt die Entdeckung Amerikas im Jahre 1492. Arten, die davor mit menschlicher Hilfe verbreitet wurden, werden als Archäobiota, also Archäozoen oder Archäophyten bezeichnet. Danach wird die Vorsilbe Neo- zur Anwendung gebracht.

Ein Beispiel für ein Archäophyt ist die Wilde Karde Dipsacus fullonum, die man beispielsweise in den Trockenwiesen am Berliner Köppchensee bestaunen kann. Das dekorativ erscheinende Geißblattgewächs stammt ursprünglich aus dem Mittelmeerraum. Die Pflanze gilt als eher nützlich und findet zum Beispiel in der Volksheilkunde Verwendung.

 

Andere Neozoen, die in Berlin häufig anzutreffen sind, sollen hier nicht weiter erläutert werden. Hierzu gehören beispielsweise der Waschbär Procyon lotor oder der Louisiana-Flußkrebs Procambarus clarkii. Auch die Süßwasserqualle Craspedacusta sowerbii und die Chinesische Wollhandkrabbe Eriocheir sinensis sind neozoische Einwanderer in Deutschland und tauchen immer wieder in Berlin auf.

Wasserlebende Neozoen, wie beispielsweise die Wollhandkrabbe, werden häufig durch den Frachtschiffverkehr über große Distanzen transportiert. Ballastwasser kann eine Quelle der Verschleppung sein. Jedoch ist der Effekt solcher unplanmäßigen Tiertransporte keineswegs immer ein Desaster. Denn manche Organismen überleben nur kurzzeitig in der hierzulande warmen Jahreszeit und können daher auch keine eigenständigen Populationen entwickeln.

 

Sind Neobiota grundsätzliche durch Menschen verursachte Naturkatastrophen?

 

Der Mensch als Vektor für die Verschleppung von Organismen, so viel muss festgehalten werden, kann seiner Umwelt Schaden zufügen, so wie viele andere seiner Aktivitäten auch.

Und doch ist ein Artensterben, beispielsweise hervorgerufen durch neu etablierte Tiere, die verwandte einheimische Arten verdrängen, ein Prozess, den es nicht erst seit der Evolution des Homo sapiens gibt.

Dass Arten aussterben und neue Arten entstehen ist das Prinzip der Evolution auf unserem Planeten. Neben tektonischen spielen hierbei auch klimatische Veränderungen eine große Rolle. Klimaerwärmungen beispielsweise ermöglichen wärmeliebenden Arten grundsätzlich, zuvor lebensfeindliche Gebiete besiedeln zu können. Dabei gibt es neben der Verschleppung durch den Menschen auch natürliche Wege der Verbreitung über große Distanzen, beispielsweise durch Zugvögel oder Treibgut auf Ozeanen.

Dennoch formt der Mensch seine Natur in einer Weise, die es vor seinem Erscheinen auf diesem Planeten nicht gegeben hat. Daher kann man sich nicht zurücklegen und sagen: Arten kommen und andere vergehen, das ist nun einmal der Lauf der Natur. Ein effizienter Naturschutz, der auch die Bekämpfung mancher Neobiota beinhaltet, ist unerlässlich.

Berlin, 12.11.2018

All Copyrights Stefan F. Wirth